MAATRIKS :
Maatriks – nimetatakse ümarsulgudesse paigutatud
reaalarvude tabelit, milles on eristatavad
read ja
veerud .
Maatriksi mõõtmed – Maatriksit, milles on m rida ja n
veergu nimetatakse täpsemalt (m,n)-
maatriksiks ning arvupaari (m,n) selle maatriksi mõõtmeteks.
Maatriksi järk – Omadus, mis esineb ainult ruutmaatriksil: Näiteks Mat(n,n) nim. n-järku
maatriksiks.
Maatriksi elemendid –nimetatakse
reaalarve, milledest maatriks koosneb.
Maatriksi ja maatriksite hulga tähistused – Maatrikseid tähistatakse tavaliselt suurte ladina
tähtedega: A, B,....X, Y, Z. Maatriksite elemente tähistatakse vastavate väikeste ladina
tähtedega, mis võivad olla varustatud ka indeksitega: a, b, c, jne. Kõigi (kõikvõimalike
mõõtmetega) maatriksite hulka tähistame edaspidi Mat abil ning kõigi (m, n)-maatriksite hulka
tähistame edaspidi Mat(m, n) abil.
Ruutmaatriks –maatriks, mille ridade arv on võrdne veergude arvuga, s.t. m=n
Ristkülikmaatriks –maatriks, mille ridade arv erineb veergude arvust, s.t. m n.
Kolmnurkne maatriks- nim. maatriksit, kus ühel pool pea- või kõrvaldiagonaali on kõik
elemendid
nullid .
Diagonaalmaatriks - on ruutmaatriks, kus ainult peadiagonaalil asuvad elemendid, mis ei ole
nullid.
Ühikmaatriks – nim. maatriksit, kus peadiagonaali elemendid on 1-ed ning ülejäänud
elemendid on 0-id
Nullmaatriks – Maatriks, mille kõik elemendid on nullid. Maatriksi tähis on
Vastandmaatriks - nimetatakse maatriksit, mille elementideks on maatriksi A elementide
vastandarvud. Maatriksi A vastandmaatriksi tähiseks on −A.
Transponeeritud maatriks – Maatriksi A transponeeritud maatriksiks nimetatakse maatriksit,
mis saadakse maatriksi A ridade ja veergude äravahetamisel. Maatriksi A transponeeritud
maatriksi tähiseks on AT.
m×
n-maatriksi
A transponeeritud maatriks AT on
n×
m-maatriks
, kus
Omadused:
Sümmeetriliseks maatriks - nimetatakse ruutmaatriksit
A, mis langeb kokku oma
transponeeritud maatriksiga:
Sümmeetrilise maatriksi
A = (
aij) kõikide elementide puhul kehtib seega
Näiteks järgmine 3×3-maatriks on sümmeetriline:
Kaldsümmeetriline maatriks – on selline ruutmaatriks, mille transponeeritud maatriks ühtib
selle vastandmaatriksiga, mille korral kehtib võrdus AT = -A
Tehted maatriksitega.
Maatriksite võrdsus - Me
nimetame maatriksit A võrdseks maatriksiga B, kui neil maatriksitel
on samad mõõtmed ning ¨uhesugustel kohtadel on võrdsed elemendid. Maatriksite A ja B
võrdsust tähistame A = B.
Liitmine
Maatriksite liitmine on
assotsiatiivne , s.t. mistahes X,Y , Z ∈ Mat(m, n) korral kehtib
(X + Y ) + Z = X + (Y + Z).
Iga X ∈ Mat(m, n) ning nullmaatriksi ∈ Mat(m, n) korral kehtivad X + = X, + X = X.
Iga X ∈ Mat(m, n) ning tema vastandmaatriksi −X ∈ Mat(m, n) korral kehtivad X + (−X) = ,
(−X) + X = .
Maatriksite liitmine on kommutatiivne, s.t. mistahes X,Y ∈ Mat(m, n) korral kehtib X + Y = Y
+ X.
Lahutamine - Maatriksite X,Y ∈ Mat(m, n)
vaheks nimetatakse (m, n)-maatriksit X − Y := X
+ (−Y ).
Korrutamine reaalarvuga -
Reaalarvu λ ja mistahes mõõtmetega maatriksi A
korrutiseks nimetatakse maatriksit, mille elemendid saadakse maatriksi A vastavate elementide
läbikorrutamisel arvuga
λ. Arvu
λ ja maatriksi A korrutise tähiseks on
λA. Vastavalt
defnitsioonile on seega reaalarvu
λ ∈ R ja maatriksi
A = (aij ) ∈ Mat (m, n) korrutiseks maatriks:
λ A =
ehk
λ A = (
λ aij ) ∈ Mat (m,n).
Maatriksi reaalarvuga korrutamise omadused.
Mistahes
λ ∈ R ja mistahes X,Y ∈ Mat(m,n) korral kehtivad:
1). 1X = X.
2) (-1)X = -X.
3) 0X = .
4)
λ =
5) (
λμ)X =
λ (
μX).
6)
λ (X + Y ) =
λX +
λY .
7) (
λ+
μ)X =
λX +
μX.
8)
λ (X - Y ) =
λX -
λY .
9) (
λ -
μ)X =
λX -
μX.
Maatriksite korrutamise omadused.
1. Maatriksite korrutamine on assotsiatiivne, s.t. mistahes kolme maatriksi X ∈ Mat(p, q), Y ∈
Mat(q, r ) ja Z ∈ Mat(r ,s) korral (XY )Z = X(YZ):
2. Mistahes maatriksi X ∈ Mat(m, n) ning vastavate ühikmaatriksite Em ∈ Mat(m;m) ja En ∈
Mat(n, n) korral XEn = X; EmX = X:
3. Mistahes kolme maatriksi X,Y ∈ Mat(p, q) ja Z ∈ Mat(q,r ) korral (X±Y )Z = XZ ±YZ:
4. Mistahes kolme maatriksi X ∈ Mat(p, q) ja Y , Z ∈ Mat(q, r ) korral X(Y±Z) = XY ±XZ:
Maatriksite transponeerimise omadused.
1. Mistahes maatriksite X, Y ∈ Mat(m, n) korral
(X ± Y )T = XT ± Y T :
2. Mistahes a ∈ R ja mistahes X ∈ Mat korral
(aX)T = aXT :
3. Mistahes X ∈ Mat(p, q) ja Y ∈ Mat(q,r ) korral
(XY )T = YTXT :
PERMUTATSIOON :
Kõigi permutatsioonide hulga tähiseks on P(x1, x2, x3…xn).
Hulga n kõigi permutatsioonide hulga tähiseks on Pn või P(1, 2, . . . , n).
Permutatsioon – Hulga H = {x1, x2, x3…xn}(Näiteks H = n) elementide ümberjärjestust,
milles hulga H iga element esineb täpselt 1 kord, nim hulga H permutatsiooniks
Loomulik permutatsioon – permutatsioon 1,2,3,…,n
hulgas Nn
Inversioon – Öeldakse, et elemendipaar (ai, aj) moodustab inversiooni, kui selles paaris
esimene arv ai on suurem kui aj. Inversioonide arvu tähiseks permutatsioonis _1, _2, . . . , _n on
I (_1, _2, . . . , _n).
Paaritu permutatsioon – permutatsiooni nimetatakse paarituks permutatsiooniks, kui tema
inversioonide arv on paaritu
Paaris permutatsioon - permutatsiooni nimetatakse paaris permutatsiooniks, kui tema
inversioonide arv on paaris
OMADUSED:
1) Hulga n elementidest saab moodustada n! permutatsiooni
2) Kui permutatsioonis omavahel ära vahetada 2 elementi, siis permutatsioon muudab paarsust
3) kui n>=2, siis permutatsioonide hulgas Pn on paaris ja paarituid permutatsioone samapalju, st
kumbagi ½n!
DETERMINANT :
Determinant – Me nimetame n-järku ruutmaatriksi determindandiks reaalarvu, mida tähistame
|X| ja leiame valemiga |X|=
OMADUSED:
1) maatriksi ja transponeeritud maatriksi
determinandid on võrdsed, s.t.
X Mat(n, n) => | X |=| XT |
2) maatriksi kahe rea (
veeru ) äravahetamisel muudab maatriksi determinant märki.
3) Kui maatriksi kaks rida (veergu) on võrdsed, siis maatriksi determinant on 0
4) Kui maatriksi mingit rida (veergu) korrutada mistahes arvuga, siis maatriksi determinant
korrutub sama arvuga
5) Kui maatriksi mingile reale (veerule) liita mistahes arvuga korrutatud mistahes teine rida
(
veerg ), siis uue maatriksi determinant on võrdne
esialgse maatriksi determinandiga.
6)Kui determinandis on kaks proportsionaalset rida, siis determinant võrdub nulliga.
7) Kolmnurksete maatriksite X1 ,X2 ,X3 ja X4 korral
|X1|=|X2| = x11x22…xnn |X3|=|X4|=
x1nx2,n-1…xn1
MIINOR : *Determinanti
xx...
xi1
j1
i1
j 2
i1
jnxx...
x2
j1
i 2
j 2
i 2
jnM :=
m nimetame maatriksi m-järku miinoriks
...
...
...
...
xx...
xinj1
inj 2
injn*Miinorit
xx...
xim 1
+
jm 1
im 1
+
jm 2
im 1
+
jnxx...
xim 2
+
jm 1
im 2
+
jm 2
im 2
+
jnMm n−
nimetame miinori M
...
...
...
...
m täiendusmiinoriks
xx...
xinjm 1
injm 2
injnMärgiga varustatud täiendusmiinorit
An−m := (−1)rMn−m, kus r := im+1 + im+2 + · · · + in + jm+1 + jm+2 + . . . jn,
nimetatakse miinori Mm algebraliseks täiendiks
Laplace teoreem – Olgu X n-järku ruutmaatriks
ja
selliselt , et i1 x + y, mida nimetame (hulga V) elementide
liitmiseks.
II On antud
kujutus : R × V −> V; (
λ, x) −>
λx, mida nimetame (hulga V) elemendi
korrutamiseks reaalarvuga (vasakult) .
III Elementide liitmine ja reaalarvuga korrutamine peavad rahuldama
järgmisi aksioome:
1. Elementide liitmine on assotsiatiivne, s. t. iga x, y, z V korral kehtib
(x + y) + z = x + (y + z).
2.Hulgas V leidub selline element, mida nimetame nullelemendiks ja tähistame 0 abil, et iga x
V korral kehtivad seosed
x + 0 = x, 0 + x = x.
3.Iga elemendi x V korral leidub hulgas V selline element, mida nimetame elemendi x
vastandelemendiks ja tähistame −x abil, et kehtivad seosed x + (−x) = 0, (−x) + x = 0.
4.Elementide liitmine on kommutatiivne, s.t. iga x, y V korral x + y = y + x.
5. Iga x V korral 1x = x.
6. Iga
λ, μ R ja iga x V korral (
λμ)x =
λ (μx).
7. Iga
λ R ja iga x, y V korral
λ (x + y) =
λx +
λy.
8. Iga
λ, μ R ja iga x V korral (
λ + μ)x =
λx + μx
Nullelement – Kehtivad seosed x+0=x ja 0+x=x
Vektorite vahe – Vaheks nimetatakse elemendi ja vastandelemendi
summat : x-y = x+(-y)
Vastandelement – Kehtivad seosed x + (-x)=0 ja (-x)+x=0
VEKTORRUUMI ALAMRUUM:
Vektorruumi alamruum - Nimetame vektorruumi V mittetühja alamhulka Q tema
alamruumiks, kui Q on V
tehete –
liitmise ja arvuga korrutamise - suhtes vektorruum (üle
reaalarvude)
Vektorruumi V tehted on teheteks tema alamhulgal Q, kui:
1) iga x,y
korral summa x+y Q
2) iga λ IR ja iga x
korral λx
Lineaarkate Olgu m
ja a1, a2, …,am vektorruumi V elemendid. Hulka L(a1, a2, …,am)=< on vektorruumi V alamruum.
3) Olgu a
Siis on vektorruumi V alamruum.
VEKTORSÜSTEEM: Vektorsüsteem – Elementide a1, a2, …,am
komplekti { a1, a2, …,am}, kus on fikseeritud
elementide
järjekord , nimetame elementide a1, a2, …,am poolt moodustatud vektorsüsteemiks
Vektorvõrrand – Võrrandit kujul ξ 1a1 + ξ 2a2 + · · · + ξ mam = 0, kus {a1, a2, . . . , am} on ette
antud vektorsüsteem ja ξ 1, ξ 2, . . . , ξ m R on otsitavad, nimetatakse vektorsüsteemi {a1,
a2, . . . , am} poolt
määratud vektorvõrrandiks. Iga sellist otsitavate väärtuste komplekti ξ 1, ξ 2, . . . , ξ m, mille
korral eelpooltoodud võrdus paika peab, nimetatakse selle vektorvõrrandi
lahendiks .
Vektorvõrrandi 0 lahend – lahendikomplekt ξ1=0, ξ2=0… ξm =0
Vektorsüsteemi alamsüsteem – Vektorsüsteemi {ai1 , ai2 , . . . , aik} nimetame
vektorsüsteemi {a1, a2, . . . , am} alamsüsteemiks.
Vektorsüsteemi lineaarne sõltuvus (sõltumatus) –Vektorsüsteemi {a1, a2, . . . , am} nimetame
lineaarselt sõltuvaks (lineaarselt sõltumatuks),
kui vektorvõrrandil ξ1a1+ ξ 2a2 + … + ξ mam on
rohkem kui 1 lahend (on ainult 1 lahend)
?Tulemused lineaarse sõltuvuse kohta väikese elementide arvuga vektorsüsteemides –
vi mane tähendab seda, et kui vektorsüsteemis on 1
vektor , siis l-sõltuv on ainult siis kui see vektor on 0 vektor, kui 2
vektorit , siis l-sõltuv, kui need
vektorid on kol ineaarsed
VEKTORRUUMI BAAS:
Vektorruumi baas – Vektorsüsteemi {e1, e2, .... , en} nimetatakse vektorruumi V
baasiks , kui:
1) see vektorsüsteem on lineaarselt sõltumatu;
2) vektorruumi V iga element on avaldatav selle vektorsüsteemi
elementide kaudu.
Lõpmatumõõtmeline vektorruum – Vektorruumi, millel puuduvad baasid, nimetatakse
lõpmatumõõtmeliseks ehk lõpmatudimensionaalseks vektorruumiks
Lõplikumõõtmeline vektorruum – Vektorruumi, millel on baas(id) olemas, nimetatakse
lõplikumõõtmeliseks ehk lõplikudimensionaalseks vektorruumiks
Mõõtmed - Elementide arvu vektorruumi baasis nimetatakse vektorruumi mõõtmeks
ehk dimensiooniks. Vektorruumi V mõõdet tähistatakse dimV
Vektori koordinaadid – kordajaid x1,x2…xn avaldises x=x1e1 + x2e2 +…xnen nimetatakse
elemendi x
koordinaatideks baasil {e1,e2, . . .,en}:
*elementide koordinaadid igal baasil määratakse üheselt
TEOREEM: Elementide liitmisel, lahutamisel ja arvuga
korrutamisel tuleb elementide
koordinaadid vastavalt liita, lahutada ja sama arvuga korrutada
Baasiteisenduse maatriks - Maatriksit A nimetatakse baasiteisenduse maatriksiks üleminekul
vanalt baasilt uuele baasile. Vahel nimetatakse maatriksit A ka lihtsalt baasiteisenduse
maatriksiks.
?Koordinaatide teisenemise valemid üleminekul ühelt baasilt teisele -LINEAARVÕRRANDISÜSTEEM:
Lineaarvõrrandisüsteem - Võrrandisüsteemi
a11x1 + a12x2 + . . . + a1nxn = a1,
a21x1 + a22x2 + . . . + a2nxn = a2,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , (1)
ai1x1 + ai2x2 + . . . + ainxn = ai,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,
am1x1 +
am2x2 + . . . + amnxn = am,
kus x1, x2, . . . , xn on tundmatud ehk otsitavad ning tundmatute kordajad aij , i Nm, j Nn ja
vabaliikmed a1, a2, . . . , am on ette antud reaalarvud, nimetatakse lineaarvõrrandisüsteemiks.
Homogeenne LVS – Lineaarvõrrandisüsteemi (1) nimetatakse
homogeenseks , kui kõik
vabaliikmed on võrdsed nulliga, s.t. a1 = a2 = . . . = am = 0.
Mittehomogeenne LVS –Lineaarvõrrandisüsteemi (1) nimetatakse mittehomogeenseks, kui
vähemalt üks vabaliige on nullist erinev.
LVS-i maatriks ja laiendatud maatriks – Maatriksit
nimetatakse vastavalt lineaarvõrrandisüsteemi (1) maatriksiks ja lineaarvõrrandisüsteemi (1)
laiendatud maatriksiks. Võrrandisüsteemi (1) saame nüüd kirja panna ka maatrikskujul:
LVS üldlahend – fikseeritud reaalarvude komplekt x1 = α1 jne…
LVS erilahend – Fikseeritud reaalarvude komplekti x1 = α 1, x2 = α 2, . . . , xn = α n nimetatakse
lineaarvõrrandisüsteemi (1) lahendiks ehk erilahendiks, kui nende arvude asendamisel süsteemi
(1) võrranditesse tundmatute asemele
same samasused .
Lahenduv LVS – Lineaarvõrrandisüsteemi (1) nimetatakse lahenduvaks, kui tal leidub
vähemalt üks lahend
Vastuoluline LVS - Lineaarvõrrandisüsteemi (1) nimetatakse vastuoluliseks ehk
vasturääkivaks, kui süsteemil (1) ei ole
lahendeid .
Elementaarteisendused: nim.
1) tema mistahes võrrandi korrutamist nullist erineva reaalarvuga
2) tema mingile võrrandile teise mistahes arvuga läbikorrutatud võrrandi liitmist
Gaussi meetodi kirjeldus - Gaussi meetodi puhul kirjutatakse välja süsteemi laiendatud maatriks, mis koosneb
süsteemi kordajatest ja vabali kmetest.(A/B)Kasutades maatriksi elementaarteisendusi, teisendatakse antud maatriks kujule :(E/α
).Maatriksi elementaarteisendused on järgmised: Maatriksi ridade vahetamine.•
Maatriksi rea elementide korrutamine 0-ist erineva arvuga.
•
Maatriksi rea elementidele mistahes arvkordsete teise rea vastavate elementide li tmine.Elementaarteisenduste tulemusena saadakse üksteisega sarnased maatriksid , mis
vastavad omavahel ekvivalentsetele võrrandisüsteemidele.Ekvivalentsetel võrrandisüsteemidel on ühesugused lahendid.A = (aik) – süsteemi maatriks, mis koosneb tundmatute kordajatest,
B = (bi) _ vabaliikmete maatriks-veerg,
X = (xk) – tundmatute maatriks-veerg.
Vabad tundmatud – muutujad, mis üheski reas ei osutu juhtelementideks
LINEAARV ÕRRANDIS ÜSTEEMI ÜLDLAHEND ERILAHENDI JA
FUNDAMENTAALSÜSTEEMI KAUDULVS-i lahendivektor – lahendivektor on vektor a=(a1,a2 ,an) kui asendades a1=x1, siis tekib samasus...vms
Erilahendivektor – erilahend on 1 konkreetne lahend, st kui
fikseerida vabad tundmatud
Fundamentaalsüsteem - Homogeense lineaarvõrrandisüsteemi
a11x1 + a12x2 + . . . + a1nxn = 0,
a21x1 + a22x2 + . . . + a2nxn = 0,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ai1x1 + ai2x2 + . . . + ainxn = 0,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
am1x1 + am2x2 + . . . + amnxn = 0,
lahendiruumi baasi {c1, c2, . . . , cn−s} nimetatakse tema fundamentaalsüsteemiks
Taandatud LVS - Homogeenset lineaarvõrrandisüsteemi
a11x1 + a12x2 + . . . + a1nxn = 0,
a21x1 + a22x2 + . . . + a2nxn = 0,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ai1x1 + ai2x2 + . . . + ainxn = 0, (2)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
am1x1 + am2x2 + . . . + amnxn = 0,
nimetame võrrandisüsteemi
a11x1 + a12x2 + . . . + a1nxn = a1,
a21x1 + a22x2 + . . . + a2nxn = a2,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1)
ai1x1 + ai2x2 + . . . + ainxn = ai ,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
am1x1 + am2x2 + . . . + amnxn = am.
taandatud lineaarvõrrandisüsteemiks.
Mittehomogeense LVS-i lahendivektori avaldamine LVS-i erilahendi ja taandatud LVSi
fundamentaalsüsteemi kaudu vektorkujul ja komponentkujul –
Valemeid
x = t1c1 + t2c2 + . . . + tn−scn−s, iga t1, t 2, . . . , tn−s R
ja
x1 = t1c11 + t2c21 + . . . + tn−scn−s,1,
x2 = t1c12 + t2c22 + . . . + tn−scn−s,2,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
xi = t1c1i + t2c2i + . . . + tn−scn−s,i ,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iga t1, t2, . . . , tn−s R.
xn = t1c1n + t2c2n + . . . + tn−scn−s,n,
nimetatakse vastavalt homogeense lineaarvõrrandisüsteemi üldlahendiks fundamentaalsüsteemi
kaudu vektorkujul ja homogeense lineaarvõrrandisüsteemi üldlahendiks fundamentaalsüsteemi
kaudu komponentkujul.
CRAMERI PEAJUHT:
Crameri peajuht – Öeldakse, et on tegemist Crameri peajuhuga, kui LVS-is on tundmatuid ja
võrrandeid sama palju ning süsteemi maatriks on
regulaarne .
Crameri peajuhuga on seega tegemist, kui lineaarvõrrandisüsteem on
kujul
a11x1 + a12x2 + . . . + a1nxn = a1,
a21x1 + a22x2 + . . . + a2nxn = a2,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1)
ai1x1 + ai2x2 + . . . + ainxn = ai ,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
an1x1 + an2x2 + . . . + annxn = an,
ja tema maatriks
a11 a12 . . . a1n
a21 a22 . . . a2n
A= . . . . . . . . . . .
an1 an2 . . . ann
on regulaarne, s.t. |A| 0.
Crameri valemid lahendi avaldamiseks Crameri peajuhul-Tähistame D := |A| ning
Di := a11 . . . a1,i−1 a1 a1,i+1 . . . a1n
a21 . . . a2,i−1 a2 a2,i+1 . . . a2n
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
an1 . . . an,i−1 an a1,i+1 . . . ann , iga i ϵ Nn.
Viimases valemis on determinandi arvutamisel i -s veerg maatriksis A
asendatud vabaliikmete veeruga.
Crameri valemid:
xi =Di/D iga i N
ϵ n. |A|=D 0 ,m=n
SUUNATUD LÕIKUDE VEKTORRUUM:
Kidunud lõik – juhtum, kus lõigu algus ja lõpp punkt langevad kokku. Kidunud lõigu korral ei
ole lõigu suund üheselt määratud
Seotud vektor – Lõiku, millel on fikseeritud alguspunkt, s.o. suund, nimetatakse suunatud
lõiguks ehk seotud vektoriks. Seotud vektorit alguspunktiga X ja lõpp-
punktiga Y tähistame
edaspidi abil. Kõigi seotud vektorite hulka tähistame Ē abil.
Seotud nullvektor – Seotud vektor, mille algus ja lõpp-punkt langevad kokku
Seotud vektori pikkus Seotud vektori
pikkuseks , tähis | |, nimetame teda määrava lõigu
XY pikkust, s.t. | | := |XY |.
Vastandvektor – Seotud vektorit nimetame seotud vektori vastandvektoriks. Seotud
vektori vastandvektorit t¨ahistame – abil, s.t. − := .
Kollineaarsed seotud vektorid – Kui kaks vektorit on omavahel paralleelsed
OMADUSED:
1)
Refleksiivsus - iga seotud vektor on kollineaarne
iseendaga .
2) Transitiivsus - kui seotud vektor on kollineaarne teise seotud vektoriga ja teine oma
korda kolmandaga, siis on ka esimene seotud kolmandaga.
3) Sümmeetria - kui üks seotud vektor on kollineaarne teise seotud vektoriga, siis teine
seotud vektor on kollineaarne esimesega
Samasuunalised (erisuunalised) seotud vektorid – kui vektorid a ja b on kollineaarsed ning
nende suund on sama (suund on
vastupidine )
Seotud vektori ekvivalents – kui kaks vektorit on omavahel võrdete pikkustega, paralleelsed ja
samasuunalised
OMADUSED:
1) Refleksiivsus - iga seotud vektor on
ekvivalentne iseendaga
2) Transitiivsus - Kui esimene seotud vektor on ekvivalentne
teisega ning teine
kolmandaga siis on ka esimene ja kolmas seotud vektor omavahel ekvivalentsed.
3) Sümmeetria - Kui üks seotud vektor on ekvivalentne teise seotud vektoriga, siis on ka
teine ekvivalentne esimesega.
Ekvivalentsiklass - Seotud vektoriga
AB ϵ
E0 ekvivalentsete seotud vektorite hulka < nimetame ekvivalentsiklassiks moodustajaga
AB . Ekvivalentsiklassi
moodustajaga
AB tähistame
abil. Seega <.
Vabavektor ehk vektor – Hulga
E elemente, täpsemalt hulga Ē ekvivalentsiklasse, nimetame
edaspidi vabavektoriteks ehk lühidalt vektoriteks.
Nullvektor - V
ektorite summa – .Vektorite ja
y summaks nimetatakse vektorit z E
ϵ , mis saadakse järgmisel teel:
1) valime mingi punkti A E
ϵ ning leiame sellise punkti B E
ϵ , et
AB ϵ ;
2) leiame sellise punkti C E
ϵ , et BC
ϵ
y ;
3) +
y = z :=AC.
Vektori pikkus – Tähistame | | ning nimetatakse suvalise seotud vektori pikkust.
Kollineaarsed(1), samasuunalised(2) ja vastassuunalised vektorid(3)
1)
2)
3)
Reaalarvu ja vektori korrutis - Reaalarvu ξ ja vektori korrutiseks ξ nimetatakse
vektorit, mis määratakse tingimustega
1. | ξ | = | ξ || |,
2. (ξ ) ↑↑ , kui ξ > 0, (ξ ) ↑↓ , kui ξ
Punkti projektsioon sirgel s paralleelselt sirgega l või tasandiga π – Punkti X
’ nimetame
punkti X projektsiooniks sirgel s paralleelselt sirgega l (tasandiga
π).
Vektori projektsioonivektor teise vektori sihile paralleelselt sirgega l või (tasandiga π)–
Vektori
x =
XY projektsioonivektoriks vektori
a sihile paralleelselt sirgega l (tasandiga π )
nim. vektorit
Pr
x ||
= ′ ′ ( Pr
x || π = ′ ′ ), kus
X ′(
Y )′ on punkti X (Y) projektsioon
a( )
X Ya(
l)
X Yvektori
a poolt määratud sirgel s paralleelselt sirgega l(tasandiga π).
Projektsioonivektori tähis ja omadused – tähis: Pr
a (|
l) ja Pr
a (| π)
1.Vastavalt projektsioonivektori defnitsioonile: Pr 0
a=0
2.Vektorite summa projektsioonivektor on võrdne nende vektorite projektsioonivektorite
summaga , s.o. Pr + = Pr + Pr
a (
xy)
xyaa
3. Mistahes reaalarvu α R
ϵ ja mistahes vektori korral:
Pr α =α Pr
a (
x)
xa4.
Pr
x ||
aaRistprojektsioonivektor – Projektsioonivektorit Pr
a nimetame ristprojektsioonivektoriks,
kui sirge l (tasand
π) on risti sirgega s.
Vektori projektsioon teise vektori sihile - Vektori projektsiooniks vektori
a ≠ 0 sihile
nimetame reaalarvu, mida tähistame pr
a abil ja anname valemiga:
Pr
x ,
kui
Pr
xaa↑↑
apr
x :
a=
−
Pr
x ,
kui
Pr
xaa↑↓
a Projektsiooni omadused – 1. Vektorite summa projektsioon on võrdne nende vektorite
projektsioonide summaga, s.t.
pr
a (
xy)
pr xpr yaa2. Mistahes reaalarvu α R
ϵ ja mistahes vektori korral
pr
α =α
a (
x)
pr xa
3.
pr 0
a=0
Ühikvektor – Vektorit pikkusega üks nimetame ühikvektoriks.
Ristprojektsioon – Projektsiooni
pr
xa nim.
ristprojektsiooniks, kui sirge
l (tasand
π) on risti
vektori
a poolt määratud sirgega
s.
Vektorite vaheline nurk – Vektorite
x ≠ 0 ja
y ≠0 vaheliseks nurgaks nimetame
nurka (lõigust [0; π]), mis tekib lõigu AB pööramisel ümber punkti A lühemat teed pidi lõigule
AC. Tähistame seda nurka (
∠
x,
y ) abil. Kui vektoritest ja
y vähemalt üks on nullvektor, siis
nurgaks (
∠
x,
y) loeme ükskõik millist reaalarvu lõigust [0; π].
Risti olevad vektorid –Me ütleme, et vektor
on risti vektoriga
y , kui ∠ (
x,
y) = .
2
Seda asjaolu tähistame
x ⊥
y abil. Omadused:
x ⊥0
x ⊥
y ⇔
y ⊥
xValem projektsiooni arvutamiseks vektorite vahelise nurga kaudu -
pr
x =
x cos ∠ ,
a(
x a)
BAAS. REEPER . PUNKTI KOORDINAADID. NENDE TEISENEMISE VALEMID
Kollineaarsed vektorid – samasihilised vektorid
Komplanaarsed vektorid – Vektorsüsteemi {
a ,
a ,
a1
2
3} nimetame
komplanaarseks, kui neid
vektoreid määravad lõigud on paralleelsed mingi tasandiga.
Sirge, tasandi ja kolmemõõtmelise ruumi baasid ja reeperid -
Vektorruumide
E1,
E2 ja
E3 baasiks on vastavalt mistahes vektorsüsteem {
ee1} , mille vektor 1
ei
ole nullvektor, mistahes kahest
mittekollineaarsest vektorist koosnev vektorsüsteem {
e ,
e1
2 }
ja mistahes kolmest
mittekomplanaarsest vektorist koosnev vektorsüsteem {
e ,
e ,
e1
2
3} . Hulki < nimetame vastavalt sirge
E1
2 }
1}
1, tasandi
E2 ja ruumi
E3 reeperiks
ehk
koordinaatsüsteemiks, kui {
e , {
e ,
e ja {
e ,
e ,
e1
2
3} on vastavalt vektorruumide
E1
2 }
1}
1,
E2 ja
E3 baasid.
Reeperi alguspunkt - Punkti O nimetame reeperi ehk koordinaatsüsteemi alguspunktiks.
Ristbaas – kui temasse kuuluvad vektorid on paarikaupa risti ja pikkusega 1
Ristreeper – kui temasse kuuluv baas on ristbaas
Parema (vasaku) käe baas – Vektorruumi E2 baasi {
e ,
e nimetame parema käe (vasaku käe)
1
2 }
baasiks
, kui
seotud vektori
pööre lühemat teed pidi ümber punkti K seotud vektorini
toimub
kellaosuti liikumisele vastupidises suunas (kellaosuti liikumise suunas)
Parema (vasaku) käe reeper Vektorruumi E2 reeperit {
O,
e ,
e1
2 } nimetame parema käe (vasaku
käe) reeperiks, kui temasse kuuluv baas {
e ,
e1
2 } on parema käe (vasaku käe) baas.
Punkti kohavektor - Vektorit
OX nim. punkti
X kohavektoriks reeperi {
O,
e ,
e ,
e1
2
3} suhtes.
Vektori ristkoordinaadid – vektori koordinaadid ristbaasi suhtes
Punkti ristkoordinaadid – punkti koordinaadid ristreeperi suhtes
Vektori parema käe (vasaku käe) koordinaadid - Vektori koordinaadid parema käe (vasaku
käe) baasi suhtes.
Punkti parema käe (vasaku käe) koordinaadid - Punkti koordinaate parema käe (vasaku käe)
reeperi suhtes nimetatakse punkti parema käe (vasaku käe) koordinaatideks.
Rööplüke ehk paralleellükke
: →{
}
SKALAARKORRUTIS :
Skalaarkorrutis – Vektorite x, y ∈ E skalaarkorrutiseks
x, y nim. reaalarvu
x, y = x y cos
(x
∠ , y) .
OMADUSED:
1) Kui skalaarkorrutises üks vektoritest on nullvektor, siis skalaarkorrutis on võrdne nulliga, s.t.
= 0 ,
x,0
0
2) Skalaarkorrutamine on kommutatiivne:
=
3) Skalaarkorrutamine ja ristprojektsioon on seotud:
x, y
x p
r y, x
x
≠0
!4) iga x , x ,
1 2
korral kehtib:
x +x , y = x , y + x , y
1
2
1
2
5) Iga ,
ja iga α R
ϵ korral kehtib:
x
α, y
x, y
6) Vektor
on risti vektoriga y siis ja ainult siis, kui nende
vektorite skalaarkorrutis on null, s.t.
x ⊥y ⇔ x, y =0
7) Iga vektori
ϵ E pikkus avaldub valemiga x = x, x
Arvutamise valemid koordinaatides ristbaasis -
VEKTORKORRUTIS :
Parema (vasaku) käe kolmik – Mittekomplanaarset 3-vektorilist vektorsüsteemi {a , a , a
1
2
3 }
nim. parema (vasaku) käe kolmikuks, kui seotud vektori AA pööre seotud vektorini AA
1
2
lühemat teed pidi vaadelduna punktist A3 toimub vastupäeva (vastavalt päripäeva).
Vektorkorrutis - Vektorite
E3 vektorkorrutiseks, mida tähistatakse
abil, nim vektorit
mis määratakse 3 tingimusega:
1) |
| = | || |sin( , )
2)
|
|
3) vektorsüsteem
on parema käe kolmik
OMADUSED:
1)vektorsüsteem
on lin sõltuv =>
2)vektorkorrutamine on kaldsümmeetriline:
3):
4) (
x
α ) × y = (
α x × y)
Vektorkorrutise koordinaadid parema käe ristkoordinaatide kaudu:
x
x
x
x
x
x
2
3
1
3
1
2
x × y =
,−
y
y
y
y
y
y
2
3
1
3
1
2
Kahele vektorile ehitatud rööpkülik:
Srk ( , )= |
|
= x2 x3
1
x
x3
1
x
x2
;−
y2
y3
1
y
y3
1
y
y2
SEGAKORRUTIS :
Segakorrutis: Kolme vektori x, y, z ∈ E
3 segakorrutiseks nim. reaalarvu x z
y
= x
y
× , z .
OMADUSED:
1) Vektorsüsteem {
x, y, z} on lineaarselt sõltuv siis ja ainult siis, kui segakorrutis x z
y
0
= .
Vektorsüsteem {
x, y, z} on parema (vasaku) käe kolmik siis ja ainult siis, kui segakorrutis
x z
y >0 ( x z
y
Kõik kommentaarid